1、《精细化工生产技术》小试方案
定十二烷基苯磺酸钠 的小试方案
课
程
组别
姓名
学号
方
案
背
景
本方案是以三氧化硫作为磺化剂生成十二烷基苯磺酸钠,目前广泛采用的是膜式磺化工艺。方案的优点:产品含盐量低、质量好、用途广、生产成本低,且无废酸生成,产品纯度高、省硫、省碱等。
方
案
简
介
工艺流程:
1、SO3/空气干燥工序:
空气中的水分与S03反应生成硫酸,硫酸会吸收SO3,在温度较低时会形成盐酸雾滴,夹带入磺化反应器,会使局部反应过于激烈,副反应增加,产品色泽加深。因此,磺化工艺使用的是经过处理的干燥空气。一般要经过冷冻
2、脱水、吸附脱水过程解除去空气中的水分,使空气的露点<=-60℃。
2、燃硫工序/SO3发生系统:
气体SO3的制取主要有液体SO3蒸发、发烟硫酸蒸发、硫磺燃烧等方法。洗涤剂生产厂绝大多数采用燃硫法来制取SO3,硫磺在过量干空气中直接燃烧生成二氧化硫。经钒催化氧化转化成三氧化硫。
3、磺化工序:
浓度为3%-5%的SO3及有机物直馏煤油经脱氢后,十二烯烃和苯由供料泵进入烷化器,再将生成的十二烷基苯(LAB)送入磺化器与进入磺化器的三氧化硫(3%~5%),瞬间发生磺化反应,产物经气液分离器循环泵冷却器处理之后,部分回到反应器底部,用于磺酸的急冷,部分反应产物被送入老化器调整反应保持时间再进
3、入水化器成酸,最后经中和器制得烷基苯磺酸钠(LAS)。尾气经除雾器去酸雾,再经吸收塔吸收后放空。
工
艺
路
线
化
学
反
应
过
程
反应方程式
流
程
示
意
图
工
艺
条
件
磺化温度会影响磺基进入芳环的位置和磺酸异构体的生成比例。特别是在多磺化时,为了使每一个磺基都尽可能地进入所希望的位置,对于每一个磺化阶段都需要选择合适的磺化温度。低温、短时间的反应有利于α取代,高温、长时间的反应有利于β取代。
原
料
直馏煤油、氢气、苯、无水三氯化铝、三氧化硫、氢氧化钠
设
备
及
材
料
名称:烷化器、磺
4、化器、中和器、
型号:BLD4-3、K5000L搪瓷反应釜 、FRP反应罐
规格:蒸汽加热反应器,规格1000L,内锅直径1200mm,夹套直径1300mm,电动机功率4kW,搅拌速度60-100r.P.m、釜内压力:0.4 MPa
压力:0.6 MPa 釜内温度:-10-200°C,夹套温度:-20-180°C,容积1000L、容积1000L,搅拌转速15~65r/min密封形式填料密封
功能:进行十二烷烯与苯烷基化反应、进行十二烷基苯与三氧化硫的磺化反应、进行用氢氧化钠对十二烷基苯磺酸的中和反应
单
耗
大量过量的苯不但可以减少二烷基苯的生成,还可进行脱烷基反应,使已经生成的
5、二烷基苯重新变成单烷基苯,提高单烷基苯的收率。一般收率多在90%左右。副产物主要是重质烷基苯和聚合物,还有少量的轻质气体。
产
品
检
验
与
控
制
(1)化学性质:具有去污、乳化和优异的发泡力,具有微毒(LD502000mg/kg),溶于水成半透明溶液,对碱、稀酸、硬水均较稳定,在25 ℃时水溶液的临界胶团浓度是1.2~1.6×10-3mol/L
(2)生物性质:生物降解度>90%
(3)质量指标:活性物含量≥35% 无机盐 ≤7%,pH值 7~8
三
废
尾气处理工序:由磺化反应器排出的尾气除空气外,还夹带少量酸雾及痕量SO3气体以及SO2气体,尾气进入静电除雾器,在强电场作用下除去酸雾。除雾后的气体进入填料吸收塔,与NaOH水溶液反应生成亚硫酸钠,再经氧化塔由空气氧化成Na2SO4。无废水和固体废物产生。
安
全
控
制
分酸时,温度不可过低,否则易使分液漏斗被无机盐堵塞,造
成分酸困难。
待
改进
之处
SO3非常活泼,反应激烈,热效应大,难以控制; 所得产物粘度高,散热困难,易发生多磺化、氧化等副产物 改进:及时的将磺化器中的产物送入下一工段
指导教师(签字)